Naukowiec o zaskakującej ciemnej materii
Nieemitująca i nieodbijająca w kosmosie światła ciemna materia, manifestuje swą obecność jedynie poprzez wywierane przez nią efekty grawitacyjne istnieje. Tego uczeni są coraz bardziej pewni. Nie wiedzą natomiast, z czego jest zbudowana.
Pierwsza wzmianka o możliwości istnienia niewidzialnej materii pojawiła się w astronomii za sprawą szwajcarskiego uczonego Fritza Zwicky’ego. W roku 1933 badając gromadę galaktyk Coma w Warkoczu Bereniki zauważył, że galaktyki w pewnych zgrupowaniach poruszają się z szybkością przekraczającą siłę grawitacji obliczoną na podstawie ich masy. Do wyjaśnienia tej zagadki zaproponował przyjęcie hipotezy istnienia tzw. niewidzialnej materii. Koncepcja ta nie spotkała się jednak ze zrozumieniem i została szybko zapomniana.
Hellwing przypomniał, że kilkadziesiąt lat później amerykańska badaczka Vera Rubin analizując prędkości rotacji gwiazd w pobliskich galaktykach zauważyła, że gwiazdy leżące dalej od środka masy danej galaktyki nie krążą wolniej niż gwiazdy leżące w centrum, jakby to wynikało z praw fizyki i masy zawartej w świecącej materii.
Za to zjawisko, jej zdaniem, odpowiedzialna być może nieznana dotąd, egzotyczna, ciemna materia, nie wysyłająca światła, niewidoczna ani w promieniowaniu rentgenowskim, ani radiowym ani żadnym innym. Uczeni zaczęli się zastanawiać nad tym, jak zatem można wykazać jej istnienie oraz jakie cząstki mogą wchodzić w jej skład.
Jak mówił prelegent, przełomem w badaniach był rok 2006, kiedy to zarejestrowane przez Teleskop Hubble’a zderzenie się dwóch gromad galaktyk odległych o 5 mld lat świetlnych wykazało, że istnieje tam pierścień ciemnej materii o średnicy 2,6 mln lat świetlnych. Pozostaje pytanie, z czego się ta materia składa. Jak dotąd nie ma na nie jednoznacznej odpowiedzi.
Pomysły są różne. Wydaje się – wyjaśniał Hellwing – że składnikami ciemnej materii mogą być albo tzw. cząstki słabo oddziałujące na otoczenie (zwane WIMP, od angielskiego skrótu: weakly interacting massive particles) takie, jak obojętnie elektrycznie i praktycznie bezmasowe neutrina czy hipotetyczne subatomowe, znane tylko fizykom teoretykom aksjony albo też cząstki wchodzące w skład MACHO (po angielsku massive astrophysical compact halo object) – obiektów takich, jak mało masywne czarne dziury, gwiazdy neutronowe czy brązowe karły.
Rozstrzygającym dowodem byłoby złapanie choćby jednej cząstki ciemnej materii w laboratorium – zauważył wykładowca.
Istnieje w tej chwili kilkanaście projektów eksperymentów, m.in. z użyciem Wielkiego Zderzacza Hadronów pod Genewą, które chcą się z tym wyzwaniem zmierzyć. Ewentualny sukces spowodowałby, że astronomowie spaliby spokojniej – podsumował Wojciech Hellwing.
/PAP – Nauka w Polsce, Waldemar Pławski
Zaloguj się Logowanie